基于光纤连接的耦合腔量子电动力学系统中三体纠缠动力学

考虑腔场初始处于弱相干场的情况,采用三体纠缠的张量计算法来度量三原子间的纠缠,研究了基于光纤连接的耦合腔量子电动力学系统中原子间三体纠缠动力学。通过数值计算讨论了腔-光纤耦合强度变化,以及弱相干场强度变化对原子间三体纠缠特性的影响。研究结果表明:随腔模和光纤模间耦合系数增大,原子间三体纠缠减弱。另一方面,随弱相干场强度增大,原子间的三体纠缠增强。     

弱相干场耦合腔系统中的纠缠特性

研究由三个全同的二能级原子与耦合腔构成的系统, 考虑腔场处于弱相干态的情况. 采用Negativity熵度量两子系统间的纠缠, 利用数值计算方法研究了两个原子之间和两个腔场之间的纠缠性质. 讨论了腔场间的耦合系数和腔场的强度对纠缠特性的影响. 研究结果表明: 随光场强度增大, 原子间纠缠和腔场间纠缠均增强. 另一方面, 随耦合腔的耦合系数增大, 两原子间的纠缠减弱, 腔A和腔B间的纠缠增强; 而腔B和腔C间的纠缠, 以及腔A和腔C间纠缠与腔场间的耦合系数间存在非线性关系.     

弱相干场原子-腔-光纤系统中的量子失协

采用几何量子失协度量两个子系统间的关联,利用数值计算方法研究了原子-腔-光纤复合系统中两个原子之间和两个腔场之间的几何量子失协.讨论了腔场与光纤模间的耦合系数和弱相干场强度变化对几何量子失协的影响.研究结果表明:两原子之间和两腔场之间的几何量子失协均随时间作周期性演化,其演化频率随腔场与光纤模间的耦合系数增大而增大.另一方面,随弱相干场强度增大,两原子间和两腔场间的几何量子失协增大.这表明随弱相干场强度增大两原子间或两腔场间的关联增强.     

原子与弱相干腔场相互作用系统中的量子特性

考虑腔场处于弱相干态的情况,研究了两个全同的二能级原子与耦合腔相互作用系统中原子的偶极压缩和原子间的纠缠特性。研究结果表明,随耦合腔耦合系数增大,原子的偶极压缩减弱。另一方面,随耦合腔耦合系数增大,原子间的纠缠也减弱,这一结果与耦合腔处于真空态的情况相反。     

耦合腔系统中的三体纠缠演化

研究由耦合腔和四个全同的二能级原子构成的系统中三体纠缠态纠缠量的演化. 四个原子分别囚禁在单模耦合腔A和B中, 并且原子通过单光子跃迁与腔场发生共振相互作用. 采用纠缠张量方法, 通过数值计算研究了每个腔中三体纠缠的演化. 讨论了原子与腔场间的耦合强度对三体纠缠演化的影响. 研究结果表明: 原子与腔场间的两体纠缠强于原子间的两体纠缠, 每个腔中的三体纠缠是两体纠缠相干叠加的结果.     

原子与耦合腔相互作用系统中的量子失协

本文研究由两个全同的二能级原子和耦合腔构成的系统,利用Dakic等提出的几何量子失协的度量方法,采用数值计算方法计算了系统中两原子间和两腔场间量子失协的演化.讨论了原子间初始纠缠度和腔场间耦合系数变化对几何量子失协演化的影响.研究发现:随腔场间耦合系数的增大,量子失协周期性演化的频率增大;随原子间初始纠缠度的增大,两原子间的关联增强,两腔场间的关联减弱.     

等距离光纤耦合腔系统中的三体纠缠特性

考虑3个单模腔处于等边三角形的3个顶点,腔与腔之间通过光纤耦合,并且每个腔囚禁一个二能级原子的情况,研究了该系统中3个原子间和3个腔模间的三体纠缠特性.考虑系统激发数等于1的情况下,给出了系统态矢的演化规律;采用三体负本征值Negativity度量三体纠缠,通过数值计算给出了3个原子间和3个腔模间的三体纠缠演化曲线;讨论了腔模与光纤模间的耦合强度变化对纠缠特性的影响.研究结果表明:原子间和腔模间的三体纠缠量均呈现不规则振荡;随着腔模与光纤模间耦合系数增大,振荡频率增大,而原子间和腔模间的三体纠缠均减弱.     

原子在弱相干场光纤耦合腔系统中的纠缠特性

研究由两个相同的二能级原子分别处于用单模光纤耦合的两弱相干光场系统的共生纠缠特性, 通过数值计算研究了光纤模-腔模与原子-腔模的耦合强度比、弱相干光场的强度和两光场相对相位差等因素对系统纠缠演化的影响. 结果表明: 两腔中的两原子之间、两光场之间和每个腔中的原子与光场之间的纠缠随时间呈现周期或准周期性演化, 两腔场之间的纠缠与腔中的两原子的纠缠可以相互转换, 与两原子之间和两光场之间的纠缠相比, 每个腔中光场与原子之间的纠缠随时间变化的周期缩短. 光纤模-腔模与原子-腔模的耦合强度比与两腔中光场相位差对系统纠缠的影响很大, 较小的光纤模-腔模与原子-腔模的耦合强度之比可以获得较大的系统纠缠度. 关键词： 弱相干场 光纤耦合腔 耦合强度 量子纠缠     

与腔场耦合的两个量子点中激子的纠缠动力学

利用共生纠缠度研究了单模腔场内两个耦合量子点中激子的纠缠动力学行为.结果表明:无论腔场初始制备于奇相干态还是偶相干态,两个量子点间直接耦合作用均能减弱激子的纠缠度.在腔场初始为奇相干态时,激子的纠缠度随场模强度的增加而减小;偶相干态时,激子的纠缠度呈现一个转折变化.此外,也研究了单模腔场内平均光子数与激子准最大相干纠缠态的关联.     

与热库耦合的光学腔内三原子间的纠缠动力学

研究了与热库耦合的光学腔中三个相互作用的二能级原子间的纠缠动力学.采用拉普拉斯变换和下限共生等方法,通过数值计算,分析了原子间三体纠缠的演化以及腔场与热库间的两体纠缠演化,讨论了各耦合参数对系统纠缠演化的影响.研究结果表明:原子间纠缠在短时间内随着原子间耦合强度的增加而增加,随原子与腔场耦合强度的增加而减小,在长时极限下趋于一稳定值;体系的非马尔科夫性由原子与腔场的耦合强度以及热库的谱宽度共同决定,当热库与腔场为强耦合时,原子与腔场组成的系统遵循非马尔科夫动力学,此时随着热库谱宽的增加,原子系统由非马尔科夫性变为马尔科夫性,随着谱宽的继续增加,原子与腔场组成的系统遵循马尔科夫动力学,原子系统又表现出非马尔科夫性;调整腔场与热库的失谐可以有效抑制热库耗散对纠缠衰减的影响.     

Generation of maximally entangled atom pairs in driven dissipative cavity QED systems

We investigate the entanglement of an open tripartite system where a cavity field mode in thermal equilibrium is off-resonantly coupled with two atoms that are simultaneously driven by a resonant coherent field. For moderately detuned atom-field coupling and strong atomic driving we show the generation, at given interaction times and for low enough cavity decay rates, of atomic Bell states and of Bell state superpositions relevant for quantum gates implementation. The system can oscillate between bi-separable and fully separable states. Also we describe the distribution of quantum correlations between the atom-atom and the two atom-field subsystems. In the dispersive coupling regime with strongly driven atoms we show the generation of nearly stationary Bell states which remain protected from cavity dissipation.     

Entanglement in a system of two two-level atoms interacting with a single-mode field

We investigate the entanglement in a system of two coupling atoms interacting with a single-mode field by means of quantum information entropy theory. The quantum entanglement between the two atoms and the coherent field is discussed by using the quantum reduced entropy, and the entanglement between the two coupling atoms is also investigated by using the quantum relative entropy. In addition, the influences of the atomic dipole--dipole interaction intensity and the average photon number of the coherent field on the degree of the entanglement is examined. The results show that the evolution of the degree of entanglement between the two atoms and the field is just opposite to that of the degree of entanglement between the two atoms. And the properties of the quantum entanglement in the system rely on the atomic dipole--dipole interaction and the average photon number of the coherent field.     

J-C模型和原子-腔光力学系统中的纠缠交换

基于Jaynes-Cummings模型和原子-腔光力学系统,研究了该系统中原子与机械模之间的纠缠交换机制,讨论了两个原子的相干角和腔场与机械模之间的耦合系数对原子与机械模之间纠缠的影响。一个原子与机械模之间的最大纠缠随着该原子相干角的增大而减小,另一个原子与机械模之间的纠缠存在突然产生和突然死亡现象,并且最大纠缠随该原子相干角的增大而增大。根据这一结果可以制备原子与机械模之间的最大纠缠态,这为纠缠调控提供了一种新的方式。     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明,两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性,初始两原子的状态、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响;并发现两原子初始处于某最大纠缠态时,两原子会永远处于该最大纠缠态,因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器. 关键词： 量子纠缠 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子 相干态     

三个耦合腔系统中的纠缠特性

本文研究将三个二能级原子分别囚禁在耦合腔A, B和C中, 腔中原子与腔场发生共振相互作用的情况. 采用Negativity熵度量两子系统间的纠缠, 通过数值计算给出了两个原子之间和两个腔场之间的纠缠演化. 讨论了腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响. 研究结果表明: 原子间的纠缠与腔场间的耦合系数间存在非线性关系. 另一方面, 相邻腔场腔A和腔B间, 以及腔B和腔C间的纠缠随腔场间的耦合系数增大而减弱, 但非相邻腔场腔A和腔C间的纠缠却随腔场间的耦合系数增大而增强.     

耗散腔场中两个∧型原子的纠缠特性

利用超算符方法求解幅值损耗腔中两个∧型三能级原子与相干光场相互作用系统的主方程,并利用量子条件熵研究了两个初始为|Ψa(0)＞和|Φa(0)＞纠缠态的原子与光场作用过程中原子的纠缠演化特性.讨论了不同初始原子纠缠度,不同耗散系数以及不同平均光子数对两原子纠缠度的影响.结果表明:①当原子初始处于|Ψa(0)＞类纠缠态时,其纠缠度随光场强度以及腔场衰减系数演化.当腔不存在耗散时,纠缠度呈周期性振荡;当腔存在耗散时,纠缠度呈衰减振荡并趋于稳定值;且光强越弱,其稳定值越大;衰减系数越大纠缠达到稳定值所需时间越短.②原子初始处于|Φa(0)＞类纠缠态时,其纠缠度只与原子初始纠缠度有关,不随其他因素变化.